a, Gọi [TEX]V_1[/TEX], [TEX]V_2[/TEX], [TEX]V_3[/TEX] lần lượt là thể tích của quả cầu, thể tích của quả cầu ngập trong dầu và phần thể tích của quả cầu ngập trong nước. Ta có: [TEX]V_1[/TEX]= [TEX]V_2[/TEX]+[TEX]V_3[/TEX] (1)
Quả cầu cân bằng trong nước và trong dầu nên ta có: [TEX]V_1[/TEX]. [TEX]d_1[/TEX]= [TEX]V_2[/TEX]. [TEX]d_2[/TEX]+ [TEX]V_3[/TEX]. [TEX]d_3[/TEX] (2)
Từ (1)\Rightarrow[TEX]V_2[/TEX]= [TEX]V_1[/TEX]- [TEX]V_3[/TEX], thay vào (2) ta được:
[TEX]V_1[/TEX]. [TEX]d_1[/TEX]= ([TEX]V_1[/TEX]- [TEX]V_3[/TEX]). [TEX]d_2[/TEX]+ [TEX]V_3[/TEX].[TEX]d_3[/TEX]= [TEX]V_1[/TEX]. [TEX]d_2[/TEX]+ [TEX]V_3[/TEX]. ([TEX]d_3[/TEX]-[TEX]d_2[/TEX])
\Rightarrow [TEX]V_3[/TEX]. ([TEX]d_3[/TEX]-[TEX]d_2[/TEX])= [TEX]V_1[/TEX].[TEX]d_1[/TEX]- [TEX]V_1[/TEX]. [TEX]d_2[/TEX]
\Rightarrow [TEX]V_3[/TEX]= [TEX]V_1[/TEX].([TEX]d_1[/TEX]- [TEX]d_2[/TEX])/[TEX]d_3[/TEX]- [TEX]d_2[/TEX]
Thay số với [TEX]V_1[/TEX]= [TEX]100^3[/TEX]; [TEX]d_1[/TEX]= 8200N/[TEX]m^3[/TEX]; [TEX]d_2[/TEX]= 7000N/[TEX]m^3[/TEX]; [TEX]d_3[/TEX]= 10 000N/[TEX]m^3[/TEX]
\Rightarrow [TEX]V_3[/TEX]= 40 [TEX]cm^3[/TEX]
b, Từ biểu thức [TEX]V_3[/TEX]= [TEX]V_1[/TEX].([TEX]d_1[/TEX]- [TEX]d_2[/TEX])/[TEX]d_3[/TEX]- [TEX]d_2[/TEX]. Ta thấy phần thể tích quả cầu ngập trong nước ([TEX]V_3[/TEX]) chỉ phụ thuộc vào [TEX]V_1[/TEX], [TEX]d_1[/TEX], [TEX]d_2[/TEX], [TEX]d_3[/TEX] không phụ thuộc vào độ sâu của quả cầu trong dầu, cũng như lượng dầu đổ thêm vào. Do đó nếu tiếp tục đổ thêm dầu vào thì phần quả cầu ngập trong nước không thay đổi.